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岡 潔; 関 健史; 赤津 朋宏
光学, 41(11), p.576 - 578, 2012/11
原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバーは、高エネルギーと映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバーである。この複合型光ファイバーは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバーが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報では、複合型光ファイバーの基本構造及び医療分野への応用例について紹介する。特に、複合型光ファイバーを利用した胎児外科治療装置の開発について述べるとともに、産婦人科への応用として、子宮がん治療への適用の試みについて紹介する。
重富 洋志*; 岡 潔; 大井 豪一*; 古川 直人*; 吉田 昭三*; 川口 龍二*; 永井 景*; 春田 祥治*; 柳瀬 康仁*; 赤坂 珠理晃*; et al.
日本レーザー医学会誌, 33(2), p.131 - 135, 2012/08
原子力機構では配管内の保守・保全を目的として、配管内作業ツールの検討を行っている。本ツールに搭載する複合型光ファイバスコープは、観察とレーザー導光の光軸が同一である。これにより対象となる狭い配管内での溶接/切断作業においても、目標位置での的確な作業を容易に行うことができる。一方、奈良県立医科大学では妊孕性を考慮した子宮体部癌治療に興味を持ち、レーザー治療の研究を進めている。本件は、原子力機構がこれまでに開発した複合型光ファイバ技術をもとに、臓器内部を観察しながら同時に病変部分にレーザー光を照射する技術開発を担当し、奈良県立医科大学が内視鏡的なアプローチにより子宮体部癌の治療技術に関して研究を行い、双方が協力して子宮体癌用低侵襲レーザー内視鏡システムに関する研究を行った成果についてまとめたものである。
岡 潔; 西村 昭彦; 関 健史*; 赤津 朋宏*; 山下 卓哉
保全学, 8(4), p.37 - 42, 2010/01
現在のFBR原型炉であるもんじゅの熱交換器は蒸発器と加熱器を組合せた構造であり、蒸発器の伝熱管内には高温水と蒸気が混相流として流れ、外側を液体ナトリウムが流れる。これまでは渦電流深傷(Eddy Current Testing: ECT)による検査により伝熱管に欠陥が発見された場合、伝熱管を施栓により塞ぐのが対処の基本であった。しかしながら、施栓の割合が高くなると、有効伝熱面積が減少するため、熱交換率が低下することとなる。そこで、FBRで使用する伝熱管配管の検査・補修のための統合ツール開発を目的とし、本報告では、複合型光ファイバスコープ及びレーザー加工ヘッドの製作を行い、基礎的な動作検証を行った結果を述べる。
西村 昭彦; 岡 潔; 山口 智彦; 赤津 朋宏*; 関 健史*; Mihalache, O.; 島田 幸洋; 田川 明広; 山下 卓哉
日本保全学会第6回学術講演会要旨集, p.250 - 253, 2009/08
高速増殖炉の熱交換器伝熱管の保守保全のため、新型のプローブシステムの設計及び製作を行った。本報告ではシステムの要素技術のうち、複合型光ファイバスコープとレーザー及び画像撮影システムを結合させるカップリング装置及びレーザー加工ヘッドとECT探勝システムを動作させるソフトウェアの開発について述べる。
西村 昭彦; 赤津 朋宏*; 関 健史*; 岡 潔; 伊東 富由美; 島田 幸洋
no journal, ,
高速増殖炉熱交換器に使用する内径1インチ熱交換器伝熱管の検査補修のために、管内に挿入する小型プローブシステムを開発している。現在、伝熱管内壁を半径方向と直動方向にわたってスキャンニング可能なレーザー加工ヘッドの開発に成功した。伝熱管内壁の欠陥は渦電流探傷とファイバスコープによる目視により発見確認し、ファイバレーザーを用いてスポット溶接補修を行う。本発表では、レーザー加工ヘッドの高度化を目的に、内蔵ミラーの耐熱化及びレーザー照射角度可変のためのミラー角度可変機構の新機能について報告する。
山口 智彦; 岡 潔; 赤津 朋宏*; 山下 卓哉
no journal, ,
次世代Na冷却型高速増殖炉(FBR)の蒸気発生器(SG)伝熱管のための検査補修技術の実現を目指し、発見した伝熱管内壁の微小欠陥に対してその場補修が可能な新プローブを開発中である。今回は要素技術の統合と模擬伝熱管の補修の詳細について述べる。伝熱管内壁に全長10mm,幅0.3mmの模擬欠陥を設けこの欠陥にレーザー照射を行った結果、欠陥の半分の溶接補修に成功した。最終確認のため、もんじゅ伝熱管モックアップ試験装置を用いて実施する。
西村 昭彦; 山口 智彦; 岡 潔; 赤津 朋宏*; 伊東 富由美; 山下 卓哉
no journal, ,
Na冷却型FBRの検査補修技術として、ECTによる微小欠陥の発見及びレーザー加工による溶接補修が可能な新プローブシステムを完成させた。システム全体を熱交換器モックアップ試験棟の3階に搬入した後、先端の検査補修プローブ部分を1インチ伝熱管に挿入した。ECTでは、伝熱管の溶接部分,フランジ接続部分,圧搾空気導入部分等から生じる強い信号は勿論、放電加工により伝熱管内壁に設けた10%深さの周方向ノッチからのECT信号を補足することができた。ノッチの深さは、5, 10, 20, 50%の4種類である。信号検出時間とプローブ送り装置の挿入速度の指示値から内壁の欠陥の位置を推定した。次に、レーザー加工ヘッドの位置までプローブを引き上げ、レーザー加工ヘッドを集方向に旋回させ、複合型光ファイバスコープを用いて周方向ノッチの目視確認を行った。ノッチに沿ってレーザー加工ヘッドを動作させ、トレース動作をPCに記録させた後、ファイバレーザーの照射を行った。レーザー照射後、再び目視観察を行い、さらにECT信号を記録することで検査から補修そして補修後の確認という一連の手順を完了した。
西村 昭彦; 山口 智彦; 赤津 朋宏*; 伊東 富由美; 岡 潔
no journal, ,
高速増殖炉の熱交換器伝熱管は、外壁側のナトリウムと、内壁側の水・蒸気の混相流との間で熱交換を行うため、その保守保全は重要である。次世代FBRには1/2インチ内径の2重伝熱管の検討が進められている。伝熱管形状は検査するうえで容易な直管が採用予定である。本プロジェクトでは、現在の1インチ内径の伝熱管の内壁を検査補修することができる新型プローブの開発を通じて、1/2インチ内径対応のプローブ要素技術開発に必要な問題点の抽出を行った。模擬伝熱管検査補修試験は熱交換器の構造を模したモックアップ設備を使用して行った。システム一式はモックアップ設備の3階に設置した。複合型光ファイバスコープを用いて、欠陥を撮影記録し欠陥の形状に沿ってレーザ照射を実施した。レーザ溶接の模擬では、輪切り短管を突合せて内壁より溶接を行った。伝熱管内には送風器で気流を設け、レーザ加工ヘッドの冷却を行うとともにレーザ溶接部からの飛散物による汚れを低減した。
西村 昭彦; 赤津 朋宏*; 竹仲 佑介*; 山口 智彦; 伊東 富由美; 岡 潔; 山下 卓哉
no journal, ,
FBR伝熱管内壁の検査と補修を目的として、1インチ伝熱管内壁に挿入できるプローブシステムを完成させ、熱交換器モックアップ試験装置を用いてシステムの総合試験を実施した。ここでは、レーザ溶接により補修可能な割れ深さを把握するためレーザ加工ヘッドを中心にシステムの改良を実施した。伝熱管溶接部の補修のため、改良したレーザ加工ヘッドを使用して、1インチ伝熱管を対象に補修試験を実施した。ECTにより検知できるノッチ深さは、内径1インチの2.25%クロム鋼伝熱管の肉厚3.8mmの10%であることが判明している。このノッチ深さに相当する配管の間隙をレーザ溶接により溶融することができた。ここで、溶接部の健全性検査には蛍光磁性粉含有マイクロカプセルを用いた目視観察が有効である。
西村 昭彦; 竹仲 佑介*; 赤津 朋宏*
no journal, ,
高速炉の検査補修技術として、SGの伝熱管内壁の微小欠陥を発見後に直ちに補修することで施栓を回避しSGの寿命を伸ばすことが重要となる。平成19年からの3年間のプロジェクトにおいて、ECTによる微小欠陥の発見とレーザ加工による溶接補修が可能な新プローブシステムを完成させた。総合試験において、熱交換器モックアップ試験棟にて検査補修の模擬演習を実施した。今後の開発課題として、(1)レーザ加工ヘッドの耐久性向上、(2)レーザ照射部分からの蒸着の低減、(3)複合型光ファイバスコープのメンテナンス性向上等が重要である。開発機器の改良により、伝熱管溶接部の補修のため、改良したレーザ加工ヘッドを使用して、1インチ伝熱管を対象に補修試験を実施した。ECTにより検知できるノッチ深さは、内径1インチの2.25%クロム鋼伝熱管の肉厚3.8mmの10%である。このノッチ深さに相当する配管の間隙をレーザ溶接により溶融することができた。
関 健史; 赤津 朋宏; 岡 潔; 小林 浩*
no journal, ,
子宮深部に発症する子宮体がんに対するレーザー治療は皆無で、手術による子宮全摘出が一般である。子宮を保存できる治療としてホルモン治療があるものの再発する例も多く、全摘出せざるを得ない。また、内視鏡検査するためには、子宮の入口である頸部を常に拡張しておく必要があり、患者の負担も大きい。一方で、著者らは画像ファイバの中心にレーザーファイバを配置して一体化させた複合型光ファイバスコープに関する研究開発を行っている。このファイバスコープは外径が1。1mmと非常に細く、視野中心から治療用レーザーを照射できることから、低侵襲なレーザー治療への適用が期待できる。本研究では、子宮体がんに対して子宮温存が可能な複合型光ファイバスコープを用いたレーザー内視鏡システムを開発するための第1段階として、人体から摘出した子宮の内壁に対してレーザー照射を行い、本システムの焼灼性能を検証した結果について述べる。
関 健史; 赤津 朋宏; 岡 潔
no journal, ,
がん治療に対する手技の一つである内視鏡下レーザー治療は、従来の開腹手術に比べて低侵襲かつ高度な治療が可能になりつつあり、さまざまな領域へ適用されている。しかしながら、治療患部まで挿入された内視鏡の内腔に光ファイバを通して治療用レーザーを伝送する本手法は、内視鏡映像と光ファイバの光軸にズレが生じるため、治療患部へのレーザー光の照準合わせが困難である。また、従来の内視鏡では挿入が困難な狭隘部や体内深部にがんが発生する部位も多く存在する。そこで著者らは、レーザー伝送用光ファイバの周囲に映像伝送用光ファイバ束を配置して一体化させた複合型光ファイバスコープを用いたレーザー治療器に関する研究開発を進めている。本ファイバスコープは、映像の中心からレーザー光を照射することができ、その外径は1.1mmと非常に細く、これまで困難であった狭隘部や体内深部への挿入・観察・治療が期待できる。本研究では、子宮深部や肺末梢部に発生する初期癌に対する観察・治療を目的として開発した低侵襲レーザー治療器を開発し、その基礎検証試験を実施した。先端にLaFレンズを配置した複合型光ファイバスコープに対してYbファイバレーザー(波長:1070nm)を用いた検証試験では約79.2%の伝送効率が得られ、その視野角は約72.3度であることを確認した。
岡 潔; 関 健史; 赤津 朋宏; 阿久津 博義*; 山本 哲哉*; 井原 哲*; 渡邊 真哉*; 松村 明*; 菊田 健一郎*
no journal, ,
原子力機構では配管内の保守・保全を目的として、配管内作業ツールの検討を行っている。本ツールに搭載する複合型光ファイバスコープは、観察とレーザー導光の光軸が同一である。これにより対象となる狭い配管内での溶接/切断作業においても、目標位置での的確な作業を容易に行うことができる。一方、医学会においては、脳神経外科領域の中でも特に間脳下垂体腫瘍・脳室内病変・水頭症疾患における神経内視鏡手術の有用性が確立されてきており、頭蓋内という狭い領域での止血手段として、レーザー機器の使用が試みられている。しかし、従来の方法では、レーザー照射部と内視鏡が別々であるため、観察部位とレーザー照射部位のずれが生じるなどの理由により一般化には至っていない。そこで、本研究では、複合型光ファイバスコープが脳外科領域において適用可能かどうかの検討を行うため、レーザー導光径が0.1mmの複合型光ファイバスコープでラットの大腿動静脈に対してレーザー照射実験を行った。その結果、外径0.1mmの単芯ファイバと同様の止血効果があることを確認した。これにより、画像を見ながら止血可能とし、本手法の有効性を示した。
赤津 朋宏; 岡 潔; 関 健史; 菊田 健一郎*; 勝見 英明*
no journal, ,
ELANAとは、血管表面に孔を開けるレーザーカテーテル及びレーザー装置、切り取った孔上の血管壁を回収する吸引装置、母血管と移植用血管の縫合に使用するリングで構成される。本装置は、母血管の血流を遮断せずにバイパス路を形成できる点が最大の特徴である。ここでは、ELANAの問題点である手技の難しさを解消する補助具として考案した「吻合手術用補助クリップ」の概要について述べる。本補助具は、動脈瘤クリップの開閉に使用する鉗子を流用可能な形状であり、材料は生体親和性の良い6-4チタン、移植用血管を取り付けるための楕円状の穴を有する。試作品により動物実験を実施した結果、縫合作業の簡便化が図れることを示した。
岡 潔; 関 健史; 赤津 朋宏; 阿久津 博義*
no journal, ,
原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバは、高エネルギーと映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバである。この複合型光ファイバは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報では、複合型光ファイバの基本構造及び医療分野への応用例について紹介する。
渡邊 真哉*; 阿久津 博義*; 山本 哲哉*; 井原 哲*; 岡 潔; 関 健史; 赤津 朋宏; 松村 明*
no journal, ,
原子力機構では配管内の保守・保全を目的として、配管内作業ツールの検討を行っている。本ツールに搭載する複合型光ファイバスコープは、観察とレーザー導光の光軸が同一である。これにより対象となる狭い配管内での溶接/切断作業においても、目標位置での的確な作業を容易に行うことができる。一方、医学会においては、脳神経外科領域の中でもとくに間脳下垂体腫瘍・脳室内病変・水頭症疾患における神経内視鏡手術の有用性が確立されてきており、頭蓋内という狭い領域での止血手段として、レーザー機器の使用が試みられている。しかし、従来の方法では、レーザー照射部と内視鏡が別々であるため、観察部位とレーザー照射部位のずれが生じるなどの理由により一般化には至っていない。そこで、本研究では、複合型光ファイバスコープが脳外科領域において適用可能かどうかの検討を行うため、レーザー導光径が0.1mmの複合型光ファイバスコープでラットの大腿動静脈に対してレーザー照射実験を行った。その結果、外径0.1mmの単芯ファイバと同様の止血効果があることを確認した。これにより、画像を見ながら止血可能とし、本手法の有効性を示した。
関 健史; 赤津 朋宏; 岡 潔; 勝見 英明*; 菊田 健一郎*
no journal, ,
原子力機構では、生体内の観察・治療や配管内の補修・保全など、狭隘部での作業を目的とした極細光ファイバスコープを用いたシステムに関する研究開発を行っている。一方、脳神経外科領域において、疾患のある血管に別の血管を縫合し、新たな流路を形成する脳血管バイパス術がある。この方法は、術中に一時的に血流を遮断させるため、術後の後遺症のリスクを伴う。この問題を解決する手法として、血流が存在する血管に対してバイパス用血管を直接縫合し、その血管内腔に挿入したレーザーカテーテルで血管壁を切開することでバイパスを施工する新しい方法が考案された。この手法は、血流を遮断することなくバイパス術が行える一方、血流が存在する血管へのバイパス血管の縫合が困難であり、レーザーカテーテルによる血管壁切開が盲目的といった問題がある。そこで本研究では、血管縫合を容易にする血管補強クリップと、原子力機構で開発した極細光ファイバスコープを内蔵した観察機能付き血管壁切開ツールの開発を行っている。本稿では、試作した血管補強クリップの基礎性能試験を行い、クリップへのバイパス用血管縫合の確認や、クリップ開閉後の変形量を定量的に評価した結果について述べる。
岡 潔; 関 健史; 赤津 朋宏
no journal, ,
原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバは、高エネルギーと映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバである。この複合型光ファイバは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報では、複合型光ファイバの基本構造及び医療分野への応用例について紹介する。
岡 潔; 関 健史*; 赤津 朋宏*; 臼田 実男*; 小林 浩*; 阿久津 博義*; 菊田 健一郎*
no journal, ,
原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバーは、高エネルギのレーザー光と映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバーである。この複合型光ファイバーは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバーが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報では、複合型光ファイバーの基本構造及び現在進めている医療分野への応用例について紹介する。
関 健史*; 赤津 朋宏*; 岡 潔; 渡邊 真哉*; 阿久津 博義*
no journal, ,
原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバは、高エネルギーと映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバである。この複合型光ファイバは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報告では、この複合型光ファイバースコープを用いたレーザー照射止血機器について、脳室内にある髄液の影響は検証するため、人工髄液中のラットの血管群に対してレーザー照射試験を行い、その止血効果を検証した結果について述べる。
渡邊 真哉*; 阿久津 博義*; 岡 潔; 関 健史*; 赤津 朋宏*; 田中 秀峰*; 山本 哲哉*; 井原 哲*; 松村 明*
no journal, ,
原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバは、高エネルギーと映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバである。この複合型光ファイバは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報告では、この複合型光ファイバースコープを用いたレーザー照射止血機器について、脳室内にある髄液の影響は検証するため、人工髄液中のラットの血管群に対してレーザー照射試験を行い、その止血効果を検証した結果について医学的見地から述べる。
